A Cosmic Ray Resolution to the Superbubble Energy-Crisis
超级气泡（SB）是向银河系注入能量最多的物质之一，被认为是银河系宇宙射线的加速点。它们被认为是由密集的星团和星协中的大质量恒星的快速恒星风和强大的超新星爆炸提供动力。在邻近的大麦哲伦云（LMC）星系中对SB 'DEM L192'的观测表明，它只包含其组成恒星通过快速恒星风和超新星注入的能量的三分之一。目前还不清楚过剩的能源去了哪里，因此，所谓的“能源危机”。我们在这里表明，这是很有可能的一个显着的一部分不明能量正在采取加速宇宙射线，从而支持的论点SB起源的宇宙射线。
2008-02-26 astro-ph
Cosmic Rays from PeV to ZeV, Stellar Evolution, Supernova Physics and Gamma Ray Bursts
不久前，一个解释宇宙射线光谱的提议最近取得了成功，这使得人们可以对超新星的物理学做出一些强有力的结论：在这个解释宇宙射线起源的具体提议的背景下，高质量超新星爆炸的机制必须是Bisnovatyi-Kogan在30多年前提出的机制，该机制是基于Kardashev的更广泛的建议：旋转和磁场的组合效应使恒星爆炸。有趣的是，这一步不可避免地引出了一些进一步的建议，也许对伽马射线暴的研究和宇宙学中明亮标准蜡烛的寻找有用。
2003-04-11 astro-ph
Cosmic Star Formation History and its Dependence on Galaxy Stellar Mass
利用双子座深空巡天（GDDS）的观测数据，我们研究了宇宙恒星形成率（SFR）及其对红移范围0.8 < z < 2的星系恒星质量的依赖性。最大质量的星系（M > 10^{10.8} M_sun）在z = 2时的SFR比现在高6倍。它从z = 2开始急剧下降，在z ~ 1时达到当前值。相比之下，中等质量星系（10^{10.2} < M < 10^{10.8} M_sun）的SFR密度下降得更慢，并且可能在z ~ 1.5处达到峰值或平台。我们使用特征增长时间t_SFR = rho_M / rho_SFR来提供大质量星系在z ~ 2处从爆发到静止恒星形成模式的相关转变的证据。中等质量的系统在z ~ 1处从爆发过渡到静止模式，而最低质量的物体在整个红移范围内经历爆发。我们的结果清楚地表明，星系的形成时代延长，并从高到低质量系统进行。最大质量的星系在宇宙历史的第一个~3 Gyr形成了它们的大部分恒星。中等质量的天体继续形成其主导恒星质量的额外的~2 Gyr，而最低质量的系统已经形成了整个宇宙时代的GDDS。这种星系形成的观点清楚地支持SFR中的“缩小”，即最大质量的星系首先形成，星系形成从较大的质量尺度到较小的质量尺度。
2004-11-29 astro-ph
The Cosmic Evolution of Metallicity from the SDSS Fossil Record
我们给出了SDSS星系的恒星金属丰度的时间演化，该星系的样本跨越恒星质量的五个数量级（10 ^7 - 10^{12} Msun）。假设BC 03的恒星星族模型，我们发现，更大质量的星系是更丰富的金属比质量较小的在所有的红移，质量-金属丰度的关系是烙印在星系的形成时代。对于目前恒星质量大于10^{10} Msun的星系，恒星金属丰度的时间演化非常弱，在哈勃时间内至多为0.2-0.3 dex-因此质量-金属丰度关系几乎不随红移而演化。然而，对于目前恒星质量< 10^{10} Msun的星系，演化是显著的，从红移3到现在，金属丰度增加了十多年。通过能够恢复的金属丰度的历史，我们已经设法确定最近从星云线和吸收线恢复的金属丰度之间的差异的起源。正如预期的那样，我们表明，年轻人口占主导地位的前者，而老年人口的后者。我们已经调查了依赖于所使用的恒星模型，发现旧的恒星星族合成代码不产生一个明确的结果。最后，我们探讨了星系团环境与金属丰度之间的关系，发现在高密度区的星系具有高金属丰度的意义上，有很强的相关性。
2008-04-18 astro-ph
Cosmic Ray Acceleration by Stellar Associations? The Case of Cygnus OB2
所有太阳系外宇宙射线的起源--包括超高能和低能银河系射线--仍然不清楚。有人认为，来自年轻恒星协的许多热恒星的多个相互作用的超音速风引起的大尺度激波和湍流可能在加速银河系宇宙射线中发挥作用-无论是否有相关的多个超新星遗迹（例如，超新星遗迹）。Cesarsky & Montmerle，1983; Bykov 2001）.在这种情况下，HEGRA切伦科夫望远镜组关于天鹅座OB 2外围稳定和扩展的未识别TeV伽马射线源的报告特别重要。天鹅座OB 2是银河系中已知质量最大的星协，估计包含约2600个OB型成员，事实上，天鹅座OB 2也与不可变MeV-GeV范围的未识别EGRET源3EG 2033+4118相吻合。我们在这里总结的扩展TeV源区域的CHANNEL X射线天文台和甚大阵（VLA）射电望远镜的近同时的后续观测。应用数值模拟，准确地跟踪无线电伽马射线发射的初级强子，以及初级和次级e+/-，我们发现，宽频带的TeV源区域的频谱有利于一个主要的核子，而不是电子起源的高能通量，虽然更深的X射线和无线电观测将有助于证实这一点。天鹅座OB 2的极端恒星风机械光度转换成核子加速到~PeV（10^15 eV）能量的转换效率非常合理，约为0.1%，足以解释多频发射。
2003-06-11 astro-ph
Prompt TeV Emission from Cosmic Rays Accelerated by Gamma Ray Bursts Interacting with Surrounding Stellar Wind
在长时间伽马射线暴的内部冲击波中被加速的质子可以通过转换成中子而作为宇宙射线逃离火球。这些中子在恒星风气泡内的强子相互作用将通过中性介子衰变和风磁场中带电π介子衰变电子的同步辐射产生TeV伽马射线。这种伽马射线应该可以通过目前运行和即将到来的地面探测器从附近的伽马射线暴中观测到。
2008-11-24 astro-ph hep-ph
Cosmic Reionisation by Stellar Sources: Population III Stars
我们结合快速辐射转移计算和高分辨率流体动力学模拟，研究了红移15<z<30的原始恒星源早期氢再电离的时代。在相对保守的假设下，第III星族恒星的形成过程在局部和全局都是以自我调节的方式进行的，对于传统的LCDM宇宙学来说，它可以在15<z <20 as long as a large fraction of ionising photons can escape from these earliest galaxies. We then combine these results with our earlier work focusing on the role of population II stars in galaxies with virial temperatures >10^4K和5<z< 20的红移之间显著地再电离星系际介质。因此，我们构建了一个完整的再电离历史的宇宙相匹配的汤姆逊光学深度测量的WMAP卫星以及Gunn彼得森光学深度的演变中看到的最大的红移类星体的吸收光谱。我们发现，即使保守估计的负反馈机制的影响，原始恒星源有助于显着早期再电离。未来对汤姆逊光学深度τ_e>~0.13的观测将支持存在类似于这里研究的第三星族恒星的说法。
2004-01-13 astro-ph
Cosmic rays, stellar evolution, and supernova physics
大多数宇宙射线被认为是由超大质量恒星的超新星爆炸的冲击加速的。本文回顾了1993年提出的一个定量建议，该建议预测了宇宙线谱在3 × 10^15 eV附近的谱线弯曲或“膝”处的谱线斜率、弯曲和截止。许多具体的预测现在已经得到验证，因此，调查该提议的后果可能是适当的。通过对膝上宇宙射线数据的成功拟合表明：1）质量在20 ~ 25个太阳质量以上的超大质量恒星都会聚到一个共同的终态; 2）这些超大质量恒星的超新星爆炸是由旋转、磁场和引力势共同作用引起的，正如G. Bisnovatyi-Kogan在1970年根据N.S. 1964年的卡尔达舍夫;（3）它们的星风和爆炸是磁场注入星际介质的主要来源，（4）它们的爆炸能量约为10^52尔格，（5）爆炸具有极强的各向异性，这可能统一了几类观测到的超新星类型; 6）伽马射线暴可能是这种爆炸的终极版本，如果坍缩导致黑洞的话; 7）在所有这些大质量恒星爆炸中，超新星的光度在所有方位角上的积分也是相同的，这是合理的，导致8）可能非常明亮的标准烛光，如果我们能找到一个修正的极端非球面。这可能会解决大质量恒星超新星爆炸的机制是什么的问题，大多数宇宙射线和磁场都来自那里，也可能会为超新星爆炸和伽马射线暴的统一方案指明道路。
2003-09-30 astro-ph
Constraining the cosmic abundance of stellar remnants with multi-TeV gamma-rays
如果星系晕包含恒星残余物，则来自残余祖先的红外通量将有助于多TeV伽马射线的不透明性。通过对耀变体Mkn 501的观测，确定了多TeV γ射线视界的红移z>0.034。对于z=0.034的源，通过要求γγ--> e+ e-的光学深度小于1，我们限制了恒星残骸的宇宙学密度，Omega_rm \le（2-4）x 10^-3 h_70^-1（h_70是哈勃常数，单位为70 km sec-1 Mpc-1）因此强烈地限制了恒星残骸作为宇宙学上重要的暗物质来源。
1999-03-11 astro-ph hep-ph
The Cosmic Stellar Birth and Death Rates
宇宙恒星的诞生率可以用标准的天文学技术来测量。它也可以通过宇宙恒星死亡率来探测，尽管直到最近，这还不太精确。然而，最近的结果基于测量的超新星速率，重要的是，也对随之而来的中微子和伽马射线的扩散通量，已成为竞争性的，和恒星诞生和死亡的和谐历史正在出现。来自过去所有核心坍缩超新星的中微子通量虽然微弱，但实际上都在超级神冈探测器的探测范围内，并且已经设定了一个有用的极限。我将讨论这种通量的预测，中微子探测的前景，理解核心坍缩超新星的影响，以及Ia型超新星对弥散伽马射线背景贡献的新限制。
2006-02-05 astro-ph hep-ph nucl-th
Extragalactic Constraints on the Initial Mass Function
局部恒星质量密度被观察到显着低于从整合宇宙恒星形成历史（SFH），假设所有的恒星形成与萨尔彼得初始质量函数（IMF）获得的值。即使是其他受欢迎的IMF，更成功地协调所观察到的$z=0$恒星质量密度与SFH推断，有困难再现恒星质量密度在较高的红移观察。在这项研究中，我们调查到何种程度上这种差异可以缓解任何普遍的幂律IMF。我们发现，一个高质量斜率（2.15）比萨尔彼得斜率（2.35）浅的IMF调和所观察到的恒星质量密度与宇宙恒星形成历史，但只有在低红移。在更高的红移$z>0.5$，我们发现，观测到的恒星质量密度系统地低于预测的宇宙恒星形成的历史，任何普遍的幂律IMF。
2008-09-15 astro-ph
COSMICS: Cosmological Initial Conditions and Microwave Anisotropy Codes
COSMICS是一个Fortran程序包，可用于计算宇宙学模型的传递函数和微波背景各向异性，并为此类模型的非线性结构形成模拟生成高斯随机初始条件。提供四个方案：{ \bf linger\_con}和{ \bf linger\_syn}分别在共形牛顿规范和同步规范中积分广义相对论、物质和辐射的线性化方程; { \bf deltat}积分由linger代码计算的光子传递函数以产生光子各向异性功率谱;以及{ \bf grafic}将归一化的物质功率谱制成表格并产生物质密度场的约束或非约束样本。COSMICS 1.0版可在http://arcturus.mit.edu/cosmics/上获得。目前的版本提供了在工作站和矢量化超级计算机上运行的fortran-77程序。包含Unix makefiles，使构建和测试软件包变得简单。未来的版本将包括使用标准消息传递库的linger代码的可移植并行版本。
1995-06-12 astro-ph
Cosmic Evolution of Stellar Disk Truncations: From z~1 to the Local Universe
我们利用哈勃太空望远镜- ACS的大天文台起源深巡天南（GOODS-S）数据，对中等红移（z<1.1）的盘状星系中的恒星盘截断进行了迄今为止最大的系统搜索。专注于II型星系（即向下弯曲的配置文件），我们探讨是否休息帧B波段径向表面亮度分布（直接估计的磁盘的大部分大质量恒星形成的程度）的位置，随着时间的推移而演变。正在分析的星系数量（总共505个中的238个）比以前的研究大了一个数量级。对于一个给定的恒星质量（一个参数，非常适合于解决进化研究）的断裂半径的演变，我们第一次探测。我们的结果表明，对于一个给定的恒星质量，破裂的径向位置随着宇宙时间的增加，在z~1和z~0之间增加了1.3+/-0.1倍。这与盘星系在最后~8 Gyr的适度的由内向外的生长是一致的。在相同的时间段内，静止帧B波段中的表面亮度水平（发生突变的位置）增加了3.3+/-0.2 mag/arcsec ^[2]（亮度降低了20.9+/-4.2倍）。我们已经探索了在破裂内部区域中圆盘的尺度长度的分布，以及这个参数与破裂半径的关系。我们还提出了人工星系的轮廓的统计分析结果，以评估我们的结果的可靠性。
2008-05-15 astro-ph
Dense Stellar Populations: Initial Conditions
这一章是基于剑桥N体学校“Cambody”的四个讲座。所涵盖的材料包括IMF，致密星系团的6D结构，残余气体排出和初始的二进制人口。它是针对那些需要初始化恒星星族的各种目的（N体实验，恒星星族合成）。
2008-03-12 astro-ph
The Massive Hosts of Radio Galaxies Across Cosmic Time
我们提出了一个全面的斯皮策调查的69个射电星系在1<z<5.2的结果。利用IRAC（3.6- 8.0 μ m）、IRS（16 μ m）和MIPS（24- 160 μ m）成像，将静止坐标系的光-红外光谱能量分布分解为恒星、活动星系核和尘埃成分，确定了静止坐标系H波段宿主星系恒星辐射的贡献。恒星质量来自静止框架近红外数据，AGN和年轻的恒星的贡献最小化，是显着更可靠的比那些来自静止框架光学和紫外数据。我们发现，在75%左右的高红移射电星系中，静止系H波段的恒星辐射光占总辐射光的比例大于60%。正如活动星系核统一模型所预期的那样，静止坐标系H波段光度中的恒星部分与红移、射电光度或静止坐标系中红外（5 μ m）光度没有相关性。此外，虽然恒星的H-波段光度不随恒星分数而变化，但如果这些射电星系的基本宿主包括均匀的人口，那么总的H-波段光度与恒星分数反相关。由此得到的恒星光度意味着即使在最高的红移下，恒星的质量也是10^{11-11.5}兆太阳。强大的射电星系倾向于位于一个类似的区域的中红外色-色空间作为未被遮蔽的活动星系核，尽管恒星的贡献，他们的中红外SED在较短的波长。仅中红外光度就将大多数HzRG分类为具有更高总红外光度的LIRG或ULIRG。正如预期的那样，这些异常高的中红外光度与一个模糊的，高度吸积的活动星系核是一致的。我们发现恒星质量与射电光度之间存在弱的相关性。
2007-03-09 astro-ph
The influence of ultra-high-energy cosmic rays on star formation in the early universe
超高能宇宙射线（UHECR）的存在导致复合后宇宙电离度的增加，从而促进了H $_2$分子的产生和第一批恒星天体的形成。因此，第一颗恒星的形成开始向更高的红移移动，第一颗恒星系统的质量减少。因此，电离辐射的充分增加提供了宇宙的再电离可以发生。我们讨论了可能的观测表现，这些影响和它们的依赖参数的UHECR。
2006-09-18 astro-ph
Sensitivity of the Cosmic Microwave Background Anisotropy to Initial Conditions in Quintessence Cosmology
我们分析了冷暗物质和精粹混合的宇宙学场景中能量密度涨落的演化，其中精粹场由常数状态方程模拟。我们得到了光场模型中的精粹微扰随时间演化的解析表达式。涨落的行为类似于受驱动的谐振子，其中驱动项来自周围宇宙流体的不均匀性。我们证明了均匀的解决方案，由初始条件，是完全次主导的物理现实的情况下，非均匀的解决方案。因此，我们表明，这种模型预测的宇宙微波背景各向异性是非常不敏感的初始条件的精华领域。
2002-07-11 astro-ph
Global Relationships Among the Physical Properties of Stellar Systems
κ空间三维参数系统最初是为动态热星系的物理性质而定义的。在这里，我们定义自洽卡帕参数的盘星系，星系团和集群，和球状星团和项目的综合视图的主要类别的自引力，平衡恒星系统在宇宙中。六个不同的基本层面存在，相互关联和相互连接-``宇宙元平面。“"kappa-3与kappa-1投影（M/L与质量）观察所有平面的边缘，M/L随质量增加或不变。在宇宙元平面（kappa-2与kappa-1投影）内，没有恒星系统违反kappa-1 + kappa-2 < 8的规则，这意味着恒星系统的最大体积光度密度随a（K乘以M^{-4/3};“排除区”）而变化。Galerkin作为哈勃类型的函数远离ZOE：DHG最近，Sm-Irr最远。我们测试当前的想法星系形成通过层次聚类和合并，并发现它们是广泛一致的宇宙元平面的属性。这项研究提出了四个关键问题：为什么星系团在星系团和星系之间形成桥梁？为什么星系远离ZOE？为什么各向同性星系只在有限的质量范围内被发现？是什么导致M/L随M平滑地变化，从而产生宇宙亚平面？这项研究只是漫长道路上的第一步，现有的数据局限于主要恒星系统的B通带，其光线主要由恒星控制。K波段数据、能够探测恒星系统气体含量（冷和热）的数据以及其他类别恒星系统的数据都是非常需要的。
1997-07-02 astro-ph
Cosmic Reionisation by Stellar Sources: Population II Stars
我们研究的再电离的宇宙恒星源使用的数值方法相结合的快速三维辐射转移计算与高分辨率的流体动力学模拟。电离通量的来源是来自内在的恒星形成率计算的基础流体动力学模拟。我们对源的质量分辨极限为M~ 4.0 x 10^7 h^-1 M_sol，这比以前的这类研究大约小了一个数量级。我们的计算结果表明，再电离过程对质量低于~10^9 h^-1 M_sol的暗源的参与非常敏感。我们提出了我们的再电离模拟的结果，假设一系列的逃逸分数的电离光子，并作出统计比较与观测约束的中性部分氢在z~6来自z=6.28 SDSS类星体的贝克尔和同事。我们的最佳拟合模型具有约20%的逃逸分数，并导致在z~8时发生再电离，尽管IGM在z~6之前保持相当不透明。为了同时将来自z=6.28 SDSS类星体的观测和来自WMAP的光学深度测量与这里建模的源相匹配，我们需要一个不断变化的逃逸分数，该分数从z~6附近的f_esc=0.20上升到z~18处的f_esc>~10。
2003-03-04 astro-ph
A Tentative Detection of the Cosmic Infrared Background at 3.5 microns Using COBE/DIRBE Observations
来自行星际尘埃（IPD）粒子的前景发射和散射光以及来自银河系恒星源的发射是从~ 1至5微米范围的漫射天空测量确定宇宙红外背景（CIB）的最大障碍。我们描述了一种新的方法来推导CIB在近红外波长，减少了不确定性与删除银河系恒星的发射成分从天空地图。该方法在3.5和4.9 μ m处产生正残差，其中仅3.5 μ m残差接近各向同性。我们认为我们的结果作为一个试探性的检测CIB在这个波长。
1999-01-05 astro-ph
Cosmic Gamma-Ray Bursts, Their Afterglows, and Their Host Galaxies
这是对《紧凑型恒星X射线源》一书的评论文章。Lewin和M. van der Klis，将于2003年由剑桥大学出版社出版。它涵盖了宇宙伽马射线暴的现象学，其余辉的理论，以及对其宿主星系的观测和解释。
2003-02-04 astro-ph
Variability in the stellar initial mass function at high mass: coalescence models for starburst clusters
一个聚结模型使用观测到的性质的前恒星凝聚（PSC）显示如何一个最初陡峭的IMF，可能是原始云碎片的特点，可以改变成一个萨尔彼得IMF或较浅的IMF在一个集群的正常密度后，一个动态的时间，即使PSC崩溃自己的动态时间。该模型表明，顶重IMF在一些星爆集群起源于PSC合并。
2004-07-06 astro-ph
Solar and Stellar Active Regions:Cosmic laboratories for the study of Complexity
太阳活动区是受驱动的耗散动力系统。湍流对流区迫使新的磁通量管上升到光球层上方，并打乱了光球层上方已经存在的磁场。被驱动的3D活动区域响应于驱动器，形成所有尺度的薄电流片，并在满足特定阈值时以纳米、微米、耀斑和大尺度日冕物质抛射的形式脉冲地释放能量。据记载，有源区形成自相似结构，其面积概率分布函数（PDF）遵循幂律，并且具有范围为$1.2-1.7$的分形维数。另一方面，能量释放遵循特定的能量分布定律$f(E_T)\sim E_T^{-a}$，其中$a \sim 1.6-1.8$和$E_T$是释放的总能量。对磁场的统计特性和活动区的能量释放的一个可能的解释是磁场的形成遵循类似于\textbf{percolating models}的规则，光球层上方的3D磁场达到了\textbf{Self Organized Critical (SOC) state}。这些发现的影响，在脉冲现象的高能粒子的加速将简要概述。
2008-03-21 astro-ph
Cosmic stellar relics in the Galactic halo
在一个结构形成的LCDM模型中研究了银河系的恒星星族历史和化学演化。使用Monte Carlo方法的基础上的半解析EPS形式主义，我们重建合并树我们的银河系，并遵循气体和恒星的演化沿层次。我们的方法使我们能够将MW的观测特性与模型结果进行比较，探索原始恒星的不同特性，例如它们的IMF和低质量恒星形成的临界金属丰度Zcr。将我们的预测与星系晕中贫金属星的金属丰度分布函数相匹配，我们发现：（i）需要超新星反馈才能再现观测到的MW性质：（ii）在星系晕吸积的星系介质（GM）中，[Fe/H]<-2.5的恒星被早期超新星爆炸所富集;（三）基准模型（Zcr=10^-4 Zsun，m_PopIII = 200 Msun）的结果与双星的结果吻合较好，但不能解释两颗[Fe/H]<-5的恒星;如果Zcr<10^-6 Zsun，则后者可以被接受，但这种模型过度填充了-5.3<[Fe/H]<-4的范围，在这个范围内没有发现恒星;（iv）目前未探测到无金属恒星的情况强烈地限制了Zcr>0或第一批恒星的质量m_PopIII>0.9Msun; ㈤第二代恒星，即由仅受到无金属恒星污染的气体形成的恒星，在目前的样本中的统计影响可以忽略不计;（vi）与Zcr无关，GM中60%的金属是由质量M<6x10^9 Msun的晕通过风喷射出来的，这表明低质量晕是促成宇宙金属富集的主要群体。
2007-01-22 astro-ph
Comments on Biological Effects of Stellar Collapse Neutrinos
最近有人提出用地外过程如坍缩恒星产生的中微子、超新星产生的宇宙射线和中子星合并产生的宇宙射线等来解释周期性的质量守恒，如在K-T边界灭绝恐龙的现象。在这里，我们表明，这些模型未能给出任何合理的解释，经验上建立的事实，这些大规模的预防。
1996-11-29 astro-ph hep-ph physics.bio-ph
Self-interacting cosmic fluids: Particle production, causal evolution, and vacuum decay
我们讨论了两种不同的实现的早期宇宙的“紧缩”的情况下，这意味着从最初的德西特阶段到随后的辐射为主的FLRW期间的平稳过渡。从热力学上讲，这种转变是一个非平衡过程，也可以解释为初始宇宙真空衰变为相对论物质。
1999-11-15 astro-ph gr-qc
Initial state effects on the cosmic microwave background and trans-planckian physics
有一个复杂的参数族的德西特不变真空，称为阿尔法真空。在慢卷膨胀的背景下，我们表明，所有，但束戴维斯真空产生不可接受的生产的高能量粒子在年底的通货膨胀。作为trans-planckian物理效应的一个简单模型，我们继续考虑非de Sitter不变真空，它是由高于某个动量尺度M_c的Bunch-Davies真空中的模与低于M_c的α真空中的模拼接而成的。选择普朗克尺度M_pl附近的M_c，我们可以得到可接受的硬粒子产生水平，以及在H M_pl/M_c ^[2]水平上对宇宙微波扰动的修正，其中H是暴胀期间的哈勃参数。H<< M_c << M_pl的更一般的这类初态可以对宇宙微波背景扰动谱进行一阶修正。在暴胀过程中表征α真空的参数是一个新的宇宙学观测值。
2002-09-02 astro-ph gr-qc hep-th
